[ES] El objetivo de este trabajo fue el desarrollo de un sistema de filtración en lecho profundo a partir de partículas de sílice amorfa de distinto tamaño (5, 10, 25 y 50 µm) funcionalizadas con distintos compuestos bioactivos de aceites esenciales (carvacrol, eugenol, timol y vainillina). La correcta inmovilización de los compuestos antimicrobianos sobre la superficie de las partículas de sílice se confirmó mediante la caracterización de las partículas por microscopía electrónica de emisión de campo (FESEM), potencial zeta y determinación del grado de funcionalización. Una vez caracterizados los materiales se procedió a estudiar la actividad antimicrobiana del sistema de filtración basado en el paso del agua a través de una capa de las partículas funcionalizadas. Para ello, se realizaron ensayos de filtración con agua contaminada con Escherichia coli K12 en una densidad de inóculo de 105 UFC/100 mL. Así mismo, se evaluó el efecto inhibitorio de los soportes tras el filtrado sucesivo de varias muestras y tras el lavado previo con gran volumen de agua estéril. Los resultados mostraron una clara reducción de la carga microbiana del agua, logrando en algunos casos la inhibición total del microorganismo. Además, se comprobó que las partículas mantienen su eficacia tras filtrados sucesivos de diferentes muestras de agua contaminada. Así mismo, el lavado previo del lecho de partículas con agua estéril no afectó a la actividad antimicrobiana, lo que sugiere la conservación de los compuestos bioactivos fijados sobre la superficie de las partículas de sílice. Por tanto, la inmovilización de estos compuestos permite obtener partículas con propiedades antimicrobianas que pueden ser usadas como alternativa a los tratamientos convencionales de potabilización de aguas. | [EN] The objective of this work was the development of a deep bed filtration system using amorphous silica particles of different sizes (5, 10, 25 and 50 μm) functionalized with different bioactive compounds of essential oils (carvacrol, eugenol, thymol and vanillin). The correct immobilization of the antimicrobial compounds on the surface of the silica particles was confirmed by the characterization of the particles by field emission electron microscopy (FESEM), zeta potential and determination of degree of functionalization. Once the materials were characterized, the antimicrobial activity of the filtration system based on the pass of water through the functionalized particles was studied. For this purpose, filtration tests were carried out with water contaminated with Escherichia coli K12 at an inoculum density of 105 CFU/100 mL. Likewise, the inhibitory effect of the supports was evaluated after the successive filtration of several samples and after the previous washing with high volume of sterile water. Results showed a clear reduction of the microbial load of the water, achieving in some cases the total inhibition of the microorganism. Moreover, it was verified that particles maintained their efficacy after successive filtration of different water samples. In addition, the previous washing of the bed of particles with sterile water did not affect the antimicrobial activity, which suggests the preservation of the bioactive compounds attached onto the surface of silica particles. Thus, the immobilization of these compounds allows to obtain particles with antimicrobial properties that can be used as an alternative to the conventional treatments of water sterilization. | [CA] L'objectiu d'este treball va ser el desenvolupament d'un sistema de filtració en llit profund a partir de partícules de sílice amorfa de distinta grandària (5, 10, 25 i 50 µm) funcionalitzades amb distints compostos bioactius d'olis essencials (carvacrol, eugenol, timol i vanil·lina). La correcta immobilització dels compostos antimicrobians sobre la superfície de les partícules de sílice es va confirmar per mitjà de la caracterització de les partícules per microscòpia electrònica d'emissió de camp (FESEM) potencial zeta i determinació del grau de funcionalització. Una vegada caracteritzats els materials, es va procedir a estudiar l'activitat antimicrobiana del sistema de filtració basat en el pas de l’aigua a través d’una capa de les partícules funcionalitzades. Per a això, es van realitzar assajos de filtració amb aigua contaminada amb Escherichia coli K12 en una densitat d’inòcul de 105 UFC/100 mL. Així mateix, es va avaluar l'efecte inhibitori dels suports després del filtrat successiu de diverses mostres i després del llavat previ amb gran volum d'aigua estèril. Els resultats van mostrar una clara reducció de la càrrega microbiana de l'aigua, aconseguint en alguns casos la inhibició total del microorganisme. A més, es va comprovar que les partícules van mantenir la seua eficàcia després de filtrats successius de diferents mostres d’aigua contaminada. Així mateix, el llavat previ del llit de partícules amb aigua estèril no va afectar a l’activitat antimicrobiana, la qual cosa suggereix la conservació dels compostos bioactius fixats sobre la superfície de les partícules de sílice. Per tant, la immobilització d'estos compostos permet obtindre partícules amb propietats antimicrobianes que poden ser usades com a alternativa als tractaments convencionals d'esterilització d'aigües. | TFGM | Allué Losada, MN. (2018). Desarrollo de un sistema de esterilización de agua mediante filtración a través de partículas de sílice amorfa funcionalizadas con compuestos activos de aceites esenciales. http://hdl.handle.net/10251/99103

Miembros beneficiarios: ADS Nº 2 Comarcal Porcino ; ADS Nº 1 de Tauste ; DIEM Eficiencia y Gestión Medioambiental | Miembro no beneficiario: CITA- Centro de Investigación y Transferencia Agroalimentaria de Aragón | Manejo eficiente del agua en explotaciones porcinas intensivas, implantando sistemas electrónicos de control de consumo para evaluar su repercusión en la producción y calidad de purín | Unión Europea – Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural ; Gobierno de Aragón ; Programa de Desarrollo Rural para Aragón 2014-2020

"Los sistemas de riego de aporte subterráneo han sido objeto de investigación por varios años; en países como EUA, Israel y España, estudios formales durante los últimos 35 años han logrado avances importantes en relación a su funcionamiento desde la óptica hidráulica y en relación al incremento de la productividad del agua, sin embargo, es un sistema cuya aceptación por parte de los usuarios ha sido lenta y con dificultades, debido los problemas que se presentan en campo al operar los sistemas. Uno de los inconvenientes principales se relaciona con los daños producidos por roedores, que en ocasiones dejan al sistema inoperante. En el presente trabajo de investigación se pretende rescatar las bondades del sistema de riego subterráneo, con un nuevo diseño denominado riego subterráneo por difusión (RSD), resolviendo los problemas actuales. Para evaluar dicha tecnología se diseñaron dos experimentos con la finalidad de realizar comparaciones entre tres sistemas de riego, de los cuales dos son sistemas superficiales, riego por goteo con cinta (RGC) y riego localizado en franjas (RLZ), comparados con un sistema de aporte subterráneo RSD. El primer experimento se diseñó para evaluar la pérdida de agua por evaporación directa del suelo; los resultados mostraron una marcada diferencia, la cual fue de 30% entre RSD y RLZ, y de 44% entre RSD y RGC, donde el sistema que mostró menor evaporación directa del suelo fue RSD. El segundo experimento consistió en la evaluación de tres sistemas de riego, dos de aporte superficial y uno de aporte subterráneo; se evaluaron las relaciones hídricas-suelo-planta atmosfera en un cultivo de higuera variedad White Kadota (Ficus carica L.); también se comparó la productividad del agua para cada uno de los sistemas en el cultivo de higuera en relación a la producción de siconos frescos. Los resultados no mostraron diferencias notorias en las relaciones hídricas suelo planta atmosfera, sin embargo, mostraron diferencia muy marcada en la productividad del agua, en relación a la producción de siconos frescos; se obtuvo un Kg de higo fresco con: 0.86 m3 en el sistema RSD, 1.88 m3 en el sistema RGC y 2.46 m3 en el sistema RLZ." | "Underground irrigation systems have been investigated for several years; in countries such as the USA, Israel and Spain, formal studies during the last 35 years have made important advances in relation to their operation from the hydraulic perspective and in relation to the increase in water productivity, however, it is considered a system whose acceptance by users has been slow and difficult, due to the problems that arise in the field when operating them. One of the main problems is related to the damage produced by rodents, which sometimes leave the system inoperative. The aim of this research was to take advantage of the benefits of the underground irrigation system, with a new design called underground irrigation by diffusion (RSD), solving current problems. To evaluate this technology, two experiments were designed in order to perform comparisons among three irrigation systems, including two surface systems, drip irrigation with tape (RGC) and a localized irrigation in strips (RLZ), which were compared with a RSD underground system. The first experiment was designed to evaluate the loss of water by direct evaporation from the soil; results showed a marked difference, which was 30% between RSD and RLZ, and 44% between RSD and RGC, where the system that showed the lowest direct evaporation from the soil was RSD. The second experiment consisted in the evaluation of three irrigation systems, two of them based on surface contribution and one based on underground supply. The soil-water-atmosphere relationships were evaluated in a group of fig trees, variety White Kadota (Ficus carica L.). The productivity of water for each of the systems in the group of fig trees in relation to the production of fresh fruit was also compared. The results showed no notorious differences in the water relations soil- atmosphere, however, they showed significant differences in the productivity of water, in relation to the production of fresh fig; in this sense, one kg of fresh fig was obtained with: 0.86 m3 in the RSD system, 1.88 m3 in the RGC system and 2.46 m3 in the RLZ system."

El contenido de agua en el suelo determina el grado de crecimiento de las plantas y el rendimiento de los cultivos. Una óptima programación de la irrigación requiere mediciones continuas del agua en el suelo (Poltoradnev et al., 2014). La distribución y proporción de los agregados del suelo afectan las características física y químicas del suelo, la porosidad y el crecimiento del sistema radicular (Lipiec et al., 2007). Los cambios en la humedad de perfil superior del suelo dependen de sus propiedades hidráulicas y de las condiciones climáticas (Martínez García et al., 2014). La porosidad del suelo es un factor importante en la infiltración, conductividad hidráulica, y la retención de agua (Bruschi et al., 2010). Hongshuo et al. (2015) describe la densidad bruta del suelo (aparente) como unas de las principales propiedades que influyen en las variaciones espaciales de la humedad del suelo. Holland y Biswas (2015) reportaron que las propiedades físicas del suelo que tienen un mayor efecto en la retención de agua del suelo en una plantación de vid, fueron el contenido de arcilla y la densidad aparente el suelo.

En la producción de cultivos protegidos es importante optimizar y controlar el manejo del ambiente usando modelos dinámicos. Dentro de la teoría de identificación de sistemas, los modelos de redes neuronales artificiales (ANN), han mostrado una elevada capacidad para encontrar patrones de relación entre variables de procesos altamente no lineales, así como resolver la limitante de la regresión múltiple no lineal, en la que no es posible usar variables correlacionadas (Vargas-Sállago et al., 2010). La simulación en sistemas agrícolas ha surgido como una herramienta que en base a la integración de sus componentes permite hacer una representación real de los mismos (Odum y Odum, 2000) por medio de operaciones lógicas y aritméticas que representan la estructura (estado) y comportamiento (cambio de estado) del sistema de interés (Grant et al., 1997). Los cultivos experimentan procesos fisiológicos tales como la transpiración, fotosíntesis y respiración, que cambian en el tiempo y que afectan la producción de biomasa aprovechable, índice de área foliar, etc, por lo cual se trata de sistemas no lineales. Las variables ambientales que afectan los procesos fisiológicos de los cultivos son la temperatura, humedad, radiación solar, y concentración de CO2.

El páramo es un ecosistema de alta montaña que juega un papel clave para el recurso hídrico, regulándolo y asegurando su calidad en los efluentes que alimenta. Actividades como la ganadería intensiva, pueden llegar a deteriorar las propiedades reguladoras del suelo, y hasta incrementar la carga de sedimentos en los cauces (Célleri, 2010). Este trabajo se llevó a cabo en la zona contigua al Bosque Protector Cubilan ubicada en la provincia del Cañar, Ecuador. en un área de estudio de 804,96 ha comprendida en su mayoría por páramo herbazal, la cual evidenciaba la presencia de ganadería (Fundación ECOHOMODE, 2006). Se calculó el valor económico del servicio de provisión de agua para dicha área mediante la metodología propuesta de Barrantes & Vega (2001). Para ello, primero se determinó la extensión de páramo por medio de la clasificación supervisada de imágenes satelitales (391,8 ha), posteriormente se estimó la oferta hídrica por medio del método de Isoyetas (220,44 mm/año), utilizando registros anuales de precipitación del INAHMI para el período 1981-2010; y finalmente, se estimó el costo de oportunidad de la ganadería mediante revisión bibliográfica (145,59 $/ha/año). El valor para el servicio de provisión de agua en el área de estudio fue 0,052 $/m^3, y se determinó que dicho valor presenta una buena aproximación, considerando el obtenido por Castro en el 2011 (0,03 $/m^3); sin embargo, podrían existir variaciones en este valor de obtenerse el costo de oportunidad mediante encuestas y de utilizarse un método más preciso para la estimación de la oferta hídrica. | Páramo is a high mountain ecosystem that has a key role in the regulation and provision of the hydric resource, apart from assuring its quality. Activities like intensive livestock farming can deteriorate the regulation properties of the soil, and even it could increase the sediment load (Célleri, 2010). This project took place in the adjacent area of Bosque Protector Cubilán, in a study area of 804,96 ha, that includes in its majority grassland paramo that showed signs of livestock activity (Fundación ECOHOMODE, 2006). The economic value of the water provision service was calculated for the study area, with the methodology proposed by Barrantes & Vega (2001), the one that has been applied already in Ecuador by Castro (2011). For that purpose, first the extension of paramo was determined (391,8 ha) by means of the supervised classification of satellite images. Subsequently the water supply was estimated by the isohyetal method, utilizing registers of annual rainfall provided by the INAMHI for the 1981-2010 period; and finally, the cost of opportunity for livestock farming was estimated through a bibliographic revision. The value of water provision service for the study area was 0,052 $/m^3, and it was determined that it offers a good approximation to the real value, considering the one calculated by Castro in 2011 (0,03 $/m^3); however, there could be variations on this value if the cost of opportunity is obtained through surveys and if a more precise method is used to estimate the water supply. | Ingeniero Ambiental | Cuenca

La presente investigación se enfoca en la cantidad y calidad del agua de la quebrada Santa Clara con fines poblacionales de las cuales se obtuvieron los siguientes resultados, en términos de cantidad de agua la evaluación de la disponibilidad hídrica generó superávit de agua para los tres casos, con caudales mínimos se obtuvo disponibilidad hídrica sin proyecto de 343 755 m3/año y acreditación de agua para el proyecto de 11 029 m3/año, con caudales medios se obtuvo disponibilidad hídrica sin proyecto de 1 292 220 m3/año y acreditación de agua para el proyecto de 11 029 m3/año y con caudales máximos se obtuvo disponibilidad hídrica sin proyecto de 2 748 820 m3/año y acreditación de agua para el proyecto de 11 029 m3/año, según estos resultados es posible utilizar la fuente de abastecimiento en el punto de captación con fin poblacional en la quebrada Santa Clara. En cuanto a la calidad de agua a través de los resultados de análisis de laboratorio se observa que en los parámetros microbiológicos se identificó alteraciones en los ECA’s del agua, ya que los coliformes totales son >23 NMP/100mL y los coliformes termotolerantes o fecales son >23 NMP/100mL, estos resultados conllevan a el tipo de tratamiento de potabilización del agua que según el D.S. N° 004-2017-MINAM tiene que ser potabilizada solo por desinfección, sin embargo, por otros tipos de factores (clima, tipo de suelo, cobertura vegetal, etc.) se debe considerar algunos tipos de pre-tratamiento para evitar el corte del servicio y alteración de la calidad del agua. | The following research focuses on the quantity and quality of water in the Santa Clara creek for population purposes, from which the following results were obtained. In terms of water quantity, the evaluation of water availability generated a surplus of water for the three cases, with minimum flows, water availability was obtained without a project of 343 755 m3 / year and water accreditation for the project of 11 029 m3 / year, with medium flows, water availability was obtained without a project of 1 292 220 m3 / year and water accreditation for the project of 11 029 m3 / year and with maximum flow rates was obtained water availability without project of 2 748 820 m3 / year and water accreditation for the project of 11 029 m3 / year, according to these results it is possible to use the source of supply in the point of capture with population end in the Santa Clara creek. In terms of water quality through the results of laboratory analysis, it is observed that in the microbiological parameters alterations in the water ECAs were identified, since the total coliforms are> 23 NMP / 100mL and the thermotolerant or fecal coliforms are > 23 NMP / 100mL, these results lead to the type of water purification treatment that according to the DS N ° 004-2017-MINAM has to be treated only by disinfection, however, for other types of factors (climate, soil type, vegetation cover, etc.) some types of pre-treatment should be considered to avoid cutting the service and alteration of water quality.